Edits to “Условие”, “Решение”, “Ответ: 0 ||”
ru/6.1.17.md
+22 −4
| @@ -1,11 +1,29 @@ | |||
| ### Условие: | |||
| − | 6.1.17. Чему равна напряженность электрического поля в центре равномерно заряженного тонкого кольца радиуса $R$? Чему она равна на оси кольца на расстоянии $h$ от центра? Заряд кольца $Q$. | ||
| + | $6.1.17.$ Чему равна напряженность электрического поля в центре равномерно заряженного тонкого кольца радиуса $R$? Чему она равна на оси кольца на расстоянии $h$ от центра? Заряд кольца $Q$. | ||
| − |  | ||
| ### Решение: | |||
| − | В центре кольца два одинаковых противоположных небольших участка кольца создают напряжённости, равные по модулю и противоположные по направлению. По принципу суперпозиции результирующая напряжённость есть векторная сумма всех элементарных напряжённостей | ||
| + | В центре кольца два одинаковых противоположных небольших участка кольца создают напряжённости, равные по модулю и противоположные по направлению. По принципу суперпозиции результирующая напряжённость есть векторная сумма всех элементарных напряжённостей | ||
| − | ### Ответ: 0 || $\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{hQ}{(R^2+h^2)^{3/2}}$ | ||
| + | $$\vec{E}=\sum\vec{E_i}$$ | ||
| + | |||
| + | Сумма противоположных по направлению векторов равна $vec{0}$, а значит результирующая напряжённость равна нулю. На расстоянии $h$ от центра кольца проекции элементарных напряжённостей на плоскость кольца аналогичным образом скомпенсируются, но их проекции на ось кольца останутся. | ||
| + | |||
| + | $$(E_i)_{Oh}=E_i \cdot \sin{\alpha}$$ | ||
| + | |||
| + | где $\alpha$ — угол наклона $\vec{E_i}$ к плоскости кольца ($\tan{\alpha}=h/R$). | ||
| + | |||
| + | $$E=\sum{(E_i)_{Oh}}=\sum{E_i \cdot \sin{\alpha}}$$ | ||
| + | |||
| + | $$=\sum{\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{\Delta{Q}}{R^2+h^2}\cdot \frac{h}{\sqrt{R^2+h^2}}}$$ | ||
| + | |||
| + | где $\Delta{Q}$ — заряд малого участка, | ||
| + | |||
| + | $$Q=\sum{\Delta{Q}}$$ | ||
| + | |||
| + | $$E=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{Qh}{(R^2+h^2)^{3/2}}$$ | ||
| + | |||
| + | #### Ответ: 0 || $\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{hQ}{(R^2+h^2)^{3/2}}$ | ||
| @@ -1,11 +1,29 @@ | |||
| ### Условие: | ### Условие: | ||
| 6.1.17. Чему равна напряженность электрического поля в центре равномерно заряженного тонкого кольца радиуса $R$? Чему она равна на оси кольца на расстоянии $h$ от центра? Заряд кольца $Q$. | $6.1.17.$ Чему равна напряженность электрического поля в центре равномерно заряженного тонкого кольца радиуса $R$? Чему она равна на оси кольца на расстоянии $h$ от центра? Заряд кольца $Q$. | ||
|  | ||
| ### Решение: | ### Решение: | ||
| В центре кольца два одинаковых противоположных небольших участка кольца создают напряжённости, равные по модулю и противоположные по направлению. По принципу суперпозиции результирующая напряжённость есть векторная сумма всех элементарных напряжённостей |
В центре кольца два одинаковых противоположных небольших участка кольца создают напряжённости, равные по модулю и противоположные по направлению. По принципу суперпозиции результирующая напряжённость есть векторная сумма всех элементарных напряжённостей | ||
| ### Ответ: 0 || $\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{hQ}{(R^2+h^2)^{3/2}}$ | $$\vec{E}=\sum\vec{E_i}$$ | ||
| Сумма противоположных по направлению векторов равна $vec{0}$, а значит результирующая напряжённость равна нулю. На расстоянии $h$ от центра кольца проекции элементарных напряжённостей на плоскость кольца аналогичным образом скомпенсируются, но их проекции на ось кольца останутся. | |||
| $$(E_i)_{Oh}=E_i \cdot \sin{\alpha}$$ | |||
| где $\alpha$ — угол наклона $\vec{E_i}$ к плоскости кольца ($\tan{\alpha}=h/R$). | |||
| $$E=\sum{(E_i)_{Oh}}=\sum{E_i \cdot \sin{\alpha}}$$ | |||
| $$=\sum{\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{\Delta{Q}}{R^2+h^2}\cdot \frac{h}{\sqrt{R^2+h^2}}}$$ | |||
| где $\Delta{Q}$ — заряд малого участка, | |||
| $$Q=\sum{\Delta{Q}}$$ | |||
| $$E=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{Qh}{(R^2+h^2)^{3/2}}$$ | |||
| #### Ответ: 0 || $\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{hQ}{(R^2+h^2)^{3/2}}$ | |||